本文選題：滑坡 + 天然氣管道��； 參考：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：滑坡作為我國(guó)山區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害,具有破壞性強(qiáng)、影響范圍廣、難預(yù)防等特點(diǎn)。敷設(shè)在山區(qū)的天然氣管道容易受到滑坡體變形的影響發(fā)生彎曲甚至斷裂,造成嚴(yán)重的后果。通過(guò)對(duì)管道滑坡災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警,掌握滑坡及管道風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),采取合理的災(zāi)害防治措施,可有效降低滑坡導(dǎo)致管道失效的可能。本文通過(guò)研究滑坡發(fā)育規(guī)律及其變形作用下管道受力特點(diǎn)、構(gòu)建災(zāi)害預(yù)警體系,設(shè)計(jì)了一套基于光纖光柵的天然氣管道滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。主要研究工作如下:(1)調(diào)研國(guó)內(nèi)外管道滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀。研究相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)備、預(yù)警體系適應(yīng)性和預(yù)警軟件功能,分析滑坡及管道監(jiān)測(cè)體系中現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、信息傳輸、預(yù)警系統(tǒng)存在的不足。(2)研究滑坡形態(tài)特征、滑坡變形演變過(guò)程、穩(wěn)定性影響因素,運(yùn)用ABAQUS有限元軟件分析了滑坡作用下的天然氣管道變形特點(diǎn)、失效原因、主要應(yīng)力集中區(qū)域分布規(guī)律,確立滑坡作用下天然氣管道失效判斷準(zhǔn)則。為監(jiān)測(cè)參數(shù)的選擇、設(shè)備選型、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)提供依據(jù)。(3)基于光纖光柵傳感原理及其應(yīng)用于管道滑坡災(zāi)害的監(jiān)測(cè)方法,提出了基于光纖光柵傳感的天然氣管道滑坡監(jiān)測(cè)方案,采用光纖光柵混凝土地梁、光纖光柵測(cè)斜管、光纖光柵應(yīng)變傳感器分別實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡表部位移、深部位移監(jiān)測(cè)以及管道應(yīng)變監(jiān)測(cè)。為了明確管道監(jiān)測(cè)前已存在的應(yīng)變量,提出了管道初始應(yīng)變計(jì)算方法。(4)分析了滑坡各發(fā)育階段位移速率、位移量變化趨勢(shì)、位移形式和降雨對(duì)滑坡位移的影響規(guī)律,提出滑坡發(fā)育階段識(shí)別方法,結(jié)合管材不同應(yīng)變程度下所承受的風(fēng)險(xiǎn),建立可同時(shí)考慮滑坡和管道風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警矩陣,依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)高低劃分預(yù)警等級(jí),明確災(zāi)害預(yù)警尺度,構(gòu)建管道滑坡災(zāi)害多級(jí)預(yù)警體系。(5)基于對(duì)上位機(jī)的監(jiān)測(cè)預(yù)警軟件系統(tǒng)需求分析、功能模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析及預(yù)警模型集成研究,建立管道滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù),采用C#編程語(yǔ)言開發(fā)"天然氣管道滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警軟件",實(shí)現(xiàn)了滑坡災(zāi)害發(fā)育及管道受力狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)警區(qū)間劃分、預(yù)警等級(jí)識(shí)別、制定災(zāi)害緩解措施、數(shù)據(jù)管理等功能,形成具有通用性的監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)。(6)針對(duì)A天然氣管道滑坡地質(zhì)環(huán)境及管道特征,設(shè)計(jì)了具體的管道滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方案并進(jìn)行適應(yīng)性分析。依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析了該地區(qū)降雨特點(diǎn)及其對(duì)滑坡變形的影響規(guī)律,明確滑坡表部位移、深部位移、管道應(yīng)變情況。通過(guò)分析滑坡及管道安全狀態(tài)確立預(yù)警等級(jí),提出災(zāi)害防治建議。
[Abstract]:As a common geological hazard in mountainous area of China, landslide has the characteristics of strong destructive, wide range of influence and difficult to prevent. Natural gas pipelines laid in mountainous areas are prone to bend and even fracture due to landslide deformation, which results in serious consequences. Through monitoring and warning of pipeline landslide, mastering landslide and pipeline risk state, taking reasonable disaster prevention and control measures, the possibility of pipeline failure caused by landslide can be effectively reduced. Through studying the law of landslide development and the stress characteristics of pipeline under deformation, a disaster warning system is constructed, and a set of natural gas pipeline landslide disaster monitoring and warning system based on fiber Bragg grating (FBG) is designed. The main research work is as follows: (1) the monitoring, early warning technology and application status of pipeline landslide disaster at home and abroad are investigated. The related monitoring equipment, the adaptability of early warning system and the function of early warning software are studied, and the deficiencies of site monitoring, information transmission and early warning system in the monitoring system of landslide and pipeline are analyzed. (2) the morphological characteristics of landslide and the evolution process of landslide deformation are studied. By using Abaqus finite element software, the deformation characteristics of natural gas pipeline under landslide, the failure reason, the distribution law of main stress concentration region are analyzed, and the criterion of natural gas pipeline failure judgement under landslide action is established. It provides the basis for the selection of monitoring parameters, the selection of equipment and the layout of monitoring points. (3) based on the principle of fiber Bragg grating sensing and its application to the monitoring method of pipeline landslide disaster, a natural gas pipeline landslide monitoring scheme based on fiber Bragg grating sensing is proposed. Fiber Bragg grating (FBG) concrete ground beam, fiber Bragg grating (FBG) tube and fiber Bragg grating strain sensor are used to monitor the landslide surface, the deep displacement and the pipeline strain, respectively. In order to clarify the existing strain before pipeline monitoring, a calculation method of pipeline initial strain is put forward. (4) the displacement rate, displacement change trend, displacement form and the influence of rainfall on landslide displacement are analyzed. This paper puts forward the identification method of landslide development stage, combined with the risk under different strain degree of pipe, establishes the early warning matrix which can consider landslide and pipeline risk at the same time, divides the early warning grade according to the risk level, and clarifies the early warning scale of disaster. The multistage early warning system of pipeline landslide disaster is constructed. (5) based on the requirement analysis, function module design, data analysis and early warning model integration of monitoring and early warning software system of upper computer, the monitoring and early warning database of pipeline landslide disaster is established. Using C # programming language to develop the "monitoring and warning software of natural gas pipeline landslide geological hazard", the dynamic monitoring of landslide development and pipeline stress state, the division of early warning interval, the recognition of early warning grade, and the establishment of disaster mitigation measures are realized. Data management and other functions to form a universal monitoring and early warning platform. (6) according to the geological environment and pipeline characteristics of A natural gas pipeline landslide, a specific pipeline landslide disaster monitoring and early warning scheme is designed and the adaptability analysis is carried out. Based on the monitoring data, the characteristics of rainfall in this area and its influence on landslide deformation are analyzed, and the displacement of landslide surface, deep displacement and pipeline strain are determined. By analyzing the safety state of landslide and pipeline, the early warning level is established, and suggestions for disaster prevention and control are put forward.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE88

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本文編號(hào)：2052843